электромагнитный расходомер ду50

Вот смотришь на электромагнитный расходомер ДУ50 и думаешь — ну что тут сложного? Поставил на линию, подключил, работает. Но так кажется только до первой реальной установки на грязный шлам или до момента, когда показания начинают плясать без видимой причины. Многие, особенно те, кто приходит из смежных областей вроде КИПиА общего профиля, недооценивают нюансы именно для условного прохода 50 мм. Считают его чем-то средним, стандартным. А по факту, этот диаметр — часто самое узкое место в точности всей системы учёта на многих технологических перетоках, особенно в обогащении.

Где и почему именно ДУ50?

В обогатительных процессах, особенно на магнитных операциях, очень много потоков-?середнячков?. Не магистральные трубопроводы, но и не капилляры для добавок реагентов. Вот как раз на перетоках пульпы между ступенями классификации, на подаче в промывочные магнитные сепараторы часто и стоит этот самый ДУ50. Поток должен быть стабильным, иначе вся последующая сепарация идёт вразнос. И вот здесь первый подводный камень: расходомер, рассчитанный на чистую воду, в таких условиях долго не проживёт. Абразив съест электроды за полгода.

Поэтому выбор всегда падал на модели с износостойкими электродами, часто с возможностью чистки без демонтажа. Но и это не панацея. Помню случай на одном из сибирских ГОКов: поставили дорогой импортный прибор, а он после месяца работы начал занижать показания. Оказалось, в пульпе была высокая доля мелкодисперсного магнетита, который создавал своеобразный ?магнитный шум?, влияющий на работу сенсора. Пришлось экспериментировать с настройками частоты возбуждения поля, чтобы отстроиться от помехи.

Именно в таких нетипичных условиях хорошо показывают себя решения, где производитель изначально закладывает работу со сложными средами. Вот, к примеру, китайская компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (сайт — jinken.ru), которая является крупным игроком в области электромагнитно-гравитационного обогатительного оборудования. Хотя их основной профиль — это сепараторы и промывочные машины, но для комплексной автоматизации своих линий они, естественно, глубоко погружены в вопросы контроля параметров потоков, включая и расход. Их подход к физике процессов — через электромагнетизм, гидравлику, пульсации — заставляет смотреть на расходомер не как на отдельный датчик, а как на элемент единой системы, где среда — активный участник, а не пассивная субстанция.

Монтаж: не нарисовать, а прикрутить

Теория гласит: для электромагнитного расходомера нужны прямые участки до и после. На бумаге всё просто: 5ДУ до, 3ДУ после. В реальной жизни на существующей обогатительной фабрике, где каждый метр трубопровода на счету, таких идеальных условий почти не бывает. Приходится искать компромисс.

С ДУ50 ситуация усугубляется тем, что его часто врезают в уже существующие разветвлённые сети с множеством отводов и задвижек. Видел, как монтажники, чтобы выдержать прямой участок, ставили расходомер чуть ли не под углом к основному направлению потока, лишь бы вписаться. Результат предсказуем — постоянные нулевые дрейфы и нелинейная характеристика. Прибор вроде работает, но доверия к его цифрам нет. Приходилось потом добавлять простейшие flow straightener — пучок трубок перед сенсором. Помогало, но добавляло потерь напора, что для шламовых насосов тоже критично.

Ещё один момент — заземление. Для трубы ДУ50 с футеровкой из полиуретана или резины стандартное заземление через фланцы не работает. Нужен отдельный заземляющий электрод, контактирующий именно с средой. Если его забыть или сделать некачественно, наводки от мощных электродвигателей соседних магнитных сепараторов гарантированы. Шум в сигнале такой, что никакой фильтр в преобразователе не справится.

Калибровка в поле: не по паспорту

Заводская калибровка на воде — это хорошо, но отправная точка. Настоящая калибровка происходит на месте, под реальную среду. И здесь часто возникает дилемма: как эталонировать? Проливные установки для шлама — редкость. Чаще прибегают к косвенным методам.

Один из рабочих способов, который мы использовали — тарировка по ?мокрому? объёму в ёмкости известной геометрии с засечкой времени наполнения. Метод грубый, но для технологического контроля, где важна скорее повторяемость, чем абсолютная точность, сгодится. Главное — делать это при разных расходах, чтобы построить хотя бы три точки на характеристике. Часто оказывалось, что коэффициент преобразования для пульпы с твёрдым 40-45% отличается от паспортного на несколько процентов. И эти проценты в масштабах суточного передела — тонны концентрата.

Интересно, что в технологиях, подобных тем, что разрабатывает Цзинькэнь Технологии (полностью автоматическая промывочная магнитная сепарация, например), вопрос точного и стабильного измерения расхода каждой операции промывки и сепарации стоит крайне остро. От этого напрямую зависит качество конечного железного концентрата. Думаю, у них на своих стендах отработаны методики калибровки именно для таких высококонцентрированных абразивных сред, что было бы полезно перенять и для рутинной эксплуатации расходомеров на местах.

Отказы и диагностика: читаем симптомы

Самый частый отказ — это, конечно, зарастание или износ электродов. Симптомы: сигнал становится шумным, резко падает его уровень. Преобразователь может показывать ошибку ?Signal too low? или просто выдавать хаотичные числа. На электромагнитном расходомере ДУ50 с малым диаметром этот процесс идёт быстрее, чем на больших размерах.

Но бывают и более коварные случаи. Однажды столкнулся с ситуацией, когда расходомер исправно работал несколько лет, а потом начались периодические сбои, всегда в одну и ту же смену. Долго ломали голову. Оказалось, в эту смену оператор на соседнем участке включал ультразвуковую установку для дезинтеграции сгустков. Помеха от неё влияла на работу возбуждающей катушки расходомера. Проблему решили экранированием кабеля.

Ещё один диагност — это проверка нуля. Но на работающей линии с пульпой сделать это правильно почти невозможно. Нужно останавливать поток, а это остановка производства. Поэтому часто проверяют ?условный ноль? — когда задвижка на выходе закрыта, а насос ещё работает, создавая замкнуую циркуляцию. Показания должны быть близки к нулю. Если нет — есть дрейф, причина которого может быть и в намагничивании трубы, и в неравномерном износе футеровки.

Интеграция в АСУ ТП: не только 4-20 мА

Современный тренд — это не просто снять сигнал, а интегрировать умный прибор в сеть. Для ДУ50 сейчас много предложений с цифровыми выходами HART, Profibus PA, даже Modbus. Казалось бы, бери и пользуйся. Но на практике в цехах старой постройки с высокой электромагнитной загрязнённостью от мощных электромагнитных сепараторов цифровая связь может оказаться нестабильной. Помехи выедают пакеты данных.

Часто возвращались к классике — аналоговый токовый сигнал 4-20 мА, как самый помехоустойчивый. Но и тут есть нюанс: длина линии. Для ДУ50, который может стоять в удалённом углу фабрики, падение напряжения на длинном кабеле может исказить показания. Приходилось ставить промежуточные преобразователи или сразу выбирать модели с сенсором, имеющим встроенный источник тока, не зависящий от сопротивления линии.

При этом, если говорить о комплексных решениях, как у компании с сайта jinken.ru, то для их полностью автоматических линий важна именно двусторонняя цифровая связь. Чтобы не только снимать расход, но и дистанционно менять настройки, проводить диагностику. Видимо, они решают проблемы помех на системном уровне — правильным экранированием, топологией сети, выбором протоколов. Их опыт экспорта оборудования в Австралию, Перу, где требования к автоматизации высоки, говорит о том, что с интеграцией у них всё в порядке.

Взгляд вперёд: что хотелось бы видеть

Работая с этими приборами, всегда приходишь к мысли, что идеального электромагнитного расходомера ДУ50 для тяжёлых условий обогатительных фабрик не существует. Но есть направления для развития. Первое — это материалы. Футеровка и электроды, которые проживут не год, а хотя бы пять лет в абразивной магнитной пульпе. Возможно, какие-то керамики или сверхтвёрдые сплавы.

Второе — интеллект. Чтобы прибор сам мог диагностировать состояние электродов по форме сигнала, предсказывать необходимость обслуживания. Чтобы он мог компенсировать влияние изменения плотности и магнитных свойств среды в реальном времени. Технологии машинного обучения, которые уже вовсю тестируют в смежных областях, здесь были бы очень кстати.

И третье — это единство системы. Как раз то, что демонстрируют производители комплексного обогатительного оборудования. Когда расходомер — не просто поставщик данных для архива, а активный элемент в контуре управления. Допустим, расход на входе в промывочную магнитную сепарацию упал — система не просто фиксирует это, а корректирует давление промывки или скорость вращения барабана, чтобы сохранить качество концентрата. Для этого нужна глубокая интеграция знаний о процессе, подобно тому, как это делает Цзинькэнь, комбинируя электромагнетизм, гидравлику и пневматику в своих аппаратах. Вот тогда и расходомер ДУ50 перестанет быть просто счётчиком в трубе, а станет полноценным органом чувств технологической линии.